io讀寫的方式
- 中斷
- DMA
中斷方式
中斷方式的流程圖如下：
1.使用者程式發起資料讀取請求
2.系統排程為該程式分配cpu
3.cpu向io控制器(ide,scsi)傳送io請求
4.使用者程式等待io完成，讓出cpu
5.系統排程cpu執行其他任務
6.資料寫入至io控制器的緩衝暫存器
7.緩衝暫存器滿了向cpu發出中斷訊號
8.cpu讀取資料至記憶體
缺點：中斷次數取決於緩衝暫存器的大小
DMA ： 直接記憶體存取
DMA方式的流程圖如下：
1.使用者程式發起資料讀取請求
2.系統排程為該程式分配cpu
3.cpu向DMA傳送io請求
4.使用者程式等待io完成，讓出cpu
5.系統排程cpu執行其他任務
6.資料寫入至io控制器的緩衝暫存器
7.DMA不斷獲取緩衝暫存器中的資料（需要cpu時鐘）
8.傳輸至記憶體（需要cpu時鐘）
9.所需的全部資料獲取完畢後向cpu發出中斷訊號
優點：減少cpu中斷次數，不用cpu拷貝資料
資料拷貝
下面展示了 傳統方式讀取資料後並通過網路傳送 所發生的資料拷貝：
1.一個read系統呼叫後，DMA執行了一次資料拷貝，從磁碟到核心空間
2.read結束後，發生第二次資料拷貝，由cpu將資料從核心空間拷貝至使用者空間
3.send系統呼叫，cpu發生第三次資料拷貝，由cpu將資料從使用者空間拷貝至核心空間(socket緩衝區)
4.send系統呼叫結束後，DMA執行第四次資料拷貝，將資料從核心拷貝至協議引擎
另外，這四個過程中，每個過程都發生一次上下文切換
- 記憶體緩衝資料，主要是為了提高效能，核心可以預讀部分資料，當所需資料小於記憶體緩衝區大小時，將極大的提高效能。
- 零拷貝是為了消除這個過程中冗餘的拷貝
零拷貝-sendfile
對應到java中
為FileChannel.transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target)
//將資料從檔案通道傳輸到了給定的可寫位元組通道
避免了第2，3步的資料拷貝，參考下圖：
1.DMA從拷貝至核心緩衝區
2.cpu將資料從核心緩衝區拷貝至核心空間(socket緩衝區)
3.DMA將資料從核心拷貝至協議引擎
4.這三個過程中共發生2次上下文切換，分別為發起讀取檔案和傳送資料
以上過程發生了三次資料拷貝，其中有一次為cpu完成
linux核心2.4以後，socket緩衝區做了調整，DMA帶收集功能，如下圖：
1.DMA從拷貝至核心緩衝區
2.將資料的位置和長度的資訊的描述符增加至核心空間(socket緩衝區)
3.DMA將資料從核心拷貝至協議引擎
零拷貝-mmap
對應到java中為MappedByteBuffer//檔案記憶體對映 資料不會複製到使用者空間，只在核心空間，與sendfile類似，但是應用程式可以直接操作該記憶體。